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核物理研究
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氘核及其反物质粒子形成之谜揭示
科技日报· 2026-01-03 16:25
研究背景与核心发现 - 德国慕尼黑工业大学等机构科学家借助欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)的内部碰撞,揭示了氘核及其反物质粒子形成的奥秘 [1] - 研究表明,这些脆弱的原子核并非诞生于宇宙大爆炸之初的混沌状态,而是源自冷却“火球”内“超短命”高能粒子的衰变 [1] - 这一进展标志着人类向深入理解强核力前进了一大步 [1] 实验方法与机制解析 - 在LHC内部,质子以接近光速的速度相互碰撞,重现了类似大爆炸后不久的极端环境,创造了独一无二的高温高能条件 [2] - 团队依托LHC上的大型离子对撞机实验(ALICE)发现:当寿命极短的高能粒子发生衰变时,会释放出构成氘核等微小核所需的质子和中子,这些粒子一旦释放,便有机会结合形成氘核 [2] - 数据显示,约90%观测到的(反)氘核均源于这一新发现的过程,而非自宇宙大爆炸之初幸存 [2] - ALICE的功能如同一台巨型相机,能够追踪并重建单次碰撞产生的多达2000个粒子 [2] 科学意义与应用前景 - 此项发现对基础核物理研究意义深远,不仅推动了对强核力的理解,也拓展了宇宙学研究的视野 [3] - 轻原子核同样形成于宇宙射线相互作用中,甚至可能为探索暗物质提供线索 [3] - 基于新发现,科学家可进一步完善粒子形成模型,从而更可靠地解读宇宙观测数据 [3]
氘核及其反物质粒子形成之谜揭示 向深入理解强核力前进一大步
科技日报· 2025-12-31 08:40
研究核心发现 - 德国慕尼黑工业大学等机构科学家借助欧洲核子研究中心大型强子对撞机揭示了氘核及其反物质粒子的形成奥秘 表明这些脆弱的原子核并非诞生于宇宙大爆炸之初 而是源自冷却“火球”内“超短命”高能粒子的衰变 [1] - 研究团队依托大型离子对撞机实验发现 当寿命极短的高能粒子发生衰变时 会释放出构成氘核等微小核所需的质子和中子 这些粒子一旦释放便有机会结合形成氘核 同样的机制也解释了反氘核等反物质的产生 [2] - 数据显示 约90%观测到的氘核及反氘核均源于这一新发现的过程 而非自宇宙大爆炸之初幸存 [2] 实验方法与条件 - 在大型强子对撞机内部 质子以接近光速的速度相互碰撞 重现了类似大爆炸后不久的极端环境 创造了独一无二的高温高能条件 使科学家能从最微观层面探索物质本质 [2] - 大型离子对撞机实验的功能如同一台巨型相机 能够追踪并重建单次碰撞产生的多达2000个粒子 借此科学家得以重演宇宙早期景象 探索夸克与胶子的炽热混合物如何逐步演化为稳定的原子核 [2] 科学意义与应用前景 - 此项发现对基础核物理研究意义深远 不仅推动了对强核力的理解 也拓展了宇宙学研究的视野 [3] - 轻原子核同样形成于宇宙射线相互作用中 甚至可能为探索暗物质提供线索 [3] - 基于新发现 科学家可进一步完善粒子形成模型 从而更可靠地解读宇宙观测数据 [3]
【科技日报】科研人员首次在实验中观测到新核素铝-20
科技日报· 2025-08-05 09:15
原子核奇特衰变研究进展 - 首次在实验中观测到新核素铝-20并发现其通过稀有的三质子发射模式进行衰变 [1] - 目前已知3300多种核素中不足300种为自然界中天然存在的稳定核素其余均为不稳定核素 [1] - 常见衰变模式包括α衰变β-衰变β+衰变电子俘获γ跃迁以及裂变等 [1] - 近半个世纪以来科学家陆续发现单质子放射性双质子放射性以及三质子四质子乃至五质子发射等奇特衰变模式 [1] 铝-20三质子发射实验发现 - 科研人员基于德国亥姆霍兹重离子研究中心的碎片分离器装置利用飞行中衰变实验技术测量了铝-20衰变产物 [2] - 铝-20位于质子滴线外比自然界稳定存在的铝同位素少7个中子是实验上发现的最轻铝同位素 [2] - 铝-20基态通过级联的质子—双质子发射的两步过程进行衰变中间态镁-19基态具有双质子放射性 [2] - 铝-20是实验上发现的首例具有"子核"双质子放射性的三质子发射核 [2] 同位旋对称性研究 - 研究团队利用伽莫夫壳模型和伽莫夫耦合道方法开展理论计算再现了铝-20衰变能并预言其基态自旋宇称 [2] - 研究表明铝-20与氮-20这对镜像核体系中存在同位旋对称性破缺 [2] - 同位旋对称性是核物理基本原理镜像原子核应具有相同能级结构 [2]
小型装置探测到罕见中微子散射效应
快讯· 2025-07-31 06:16
技术突破 - 德国马克斯·普朗克核物理研究所研究团队成功实现中微子散射效应探测 [1] - 探测器质量不足3公斤 实现小型化突破 [1] - 该成果标志着中微子探测领域取得关键进展 [1]
【科技日报】原子核质量测量发现新质子幻数
科技日报· 2025-07-22 08:55
研究背景与意义 - 首次精确测量极缺中子原子核硅-22的质量并发现质子数14是新幻数 [1] - 幻数(如2、8、20、28、50、82、126)代表原子核相对稳定的性质 由壳模型解释形成机制 [1] - 新幻数研究多集中于中子数(如14、16、32、34) 质子幻数实验证据罕见 [1] - 理论基于氧-22中子幻数14的镜像对称性 预言硅-22存在质子幻数14 [1] 实验方法与技术突破 - 依托兰州重离子加速器冷却储存环 采用改进磁刚度识别等时性质谱术 [2] - 克服参考核极少的不利条件 成功测量硅-22基态质量 [2] - 将硅-23质量测量精度提升近7倍 [2] 研究成果与发现 - 新质量数据证实硅-22中质子数14为幻数 获先进核理论模型计算支持 [2] - 发现硅-22与氧-22具相似双幻特性但存在轻微对称性破缺 [2] - 深化奇特原子核结构认知 对理解核子相互作用及原子核存在边界探索具重要意义 [2]